Energy efficient path planning for off-road applications of tracked electric vehicles
Paletli elektrikli arazi araçları için enerji verimli rota planlama
- Tez No: 903951
- Danışmanlar: PROF. DR. GALİP CANSEVER, PROF. DR. AHU ECE HARTAVİ KARCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Bu tezin temel amacı, paletli elektrikli araçların arazi uygulamalarında enerji tüketimini azaltacak bir yol planlama algoritmasının kullanımına dair mevcut boşluğu gidermektir. Çalışma, önerilen çözümün etkinliğini doğrulamak amacıyla çeşitli arazi koşullarını ve bunların enerji tüketimi üzerindeki etkilerini incelemeye odaklanmaktadır. Bu hedefe ulaşmak için, araç dinamiklerini içeren bir paletli elektrikli araç enerji modeli geliştirilmiş ve gerçek araç sürüş verileri kullanılarak doğrulanmıştır. Bu model, arazi koşullarında paletli elektrikli araçların enerji verimliliğini artıracak bir strateji oluşturmanın temelini oluşturmaktadır. Analiz, farklı arazi koşullarını ayrıntılı bir şekilde inceleyerek, çeşitli manzaralara uyum sağlayacak stratejilerin belirlenmesini içermektedir. Bu çalışmada kullanılan yol planlama stratejisi, paletli elektrikli araçların dinamik enerji tüketim modeline özel olarak uyarlanmış, A* algoritmasının bir türevi olan Enerji Verimli Yol Planlama (EEPP) algoritmasıdır. Üretilen yolların enerji tüketimi, doğrulanmış enerji tüketim modeli kullanılarak karşılaştırılmıştır. Enerji verimli bir yolun belirlenmesinin, aracın özelliklerine ve geliştirilen dinamik enerji tüketim modeline büyük ölçüde bağlı olduğunu belirtmek önemlidir. Ayrıca, algoritmanın geliştirilmesi ve değerlendirilmesi sürecinde, arazi uygulamalarına ilişkin gerçek dünya ve pratik koşullar da göz önünde bulundurulmuştur. EEPP algoritmasının A* ve RRT* algoritmaları ile karşılaştırıldığı kapsamlı analiz sonuçları, önerilen yaklaşımımızın enerji tasarrufunda %29,55'e kadar başarı sağladığını ve aracın operasyonel menzilini %41,94 oranında uzattığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The goal of this thesis is to fill a critical gap in the application of path-planning algorithms aimed at minimizing energy consumption for tracked electric vehicles in off-road environments. Specifically, this research investigates how different types of off-road terrains influence energy consumption, with the ultimate aim of verifying the efficiency of the proposed solution. To facilitate this, an advanced energy consumption model is developed, which integrates vehicle dynamics specific to tracked electric vehicles. This model is rigorously validated through real-world driving data, providing a reliable foundation for formulating an energy optimization strategy that can be applied in practical off-road scenarios. The study also delves into a detailed examination of various off-road terrains, enabling the creation of strategies that are not only energy-efficient but adaptable to a wide range of environmental conditions. A modified version of the well-known A* algorithm, referred to as the Energy-Efficient Path Planning (EEPP) algorithm, is employed in this research. This algorithm has been tailored specifically to work with the dynamic energy consumption model of tracked electric vehicles, taking into account the real-time conditions that vehicles encounter in off-road applications. To assess the effectiveness of the paths generated by the EEPP algorithm, the energy consumption of these paths is compared against the validated energy model for tracked electric vehicles. One of the key findings is that determining an optimal, energy-efficient path is closely tied to the vehicle's specific characteristics, as well as the accuracy of the dynamic energy consumption model developed in this study. Furthermore, the algorithm is designed to factor in practical and real-world challenges associated with off-road operations, including varying terrain types, slopes, and surface conditions. The comparative analysis conducted in this research demonstrates that the proposed EEPP algorithm significantly outperforms traditional algorithms like A* and RRT*. Specifically, the results show that the EEPP algorithm can achieve up to 29.55% energy savings while extending the operational range of the vehicle by 41.94%. These improvements highlight the potential of the EEPP algorithm to enhance the efficiency and performance of tracked electric vehicles in off-road applications, making it a valuable tool for future developments in energy-efficient vehicle technology.
Benzer Tezler
- Ulaşım şebekesi tasarımı için çok amaçlı bir model
A Multiobjective approach to transportation network design
ALPASLAN FIĞLALI
- Energy aware endurance framework for mission critical aerial networks
Güdümlü havasal ağlar için enerji farkında endürans modeli
YUSUF ÖZÇEVİK
Doktora
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERK CANBERK
- F-16 savaş uçağı hareket modları ve karşılaştırmalı kontrol sistemleri (PID, LQR, SAS) tasarımı
Comparative control systems design with F-16 fighter aircraft motion modes and control systems (PID, LQR, SAS)
ORHAN KARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELBRUS JAFAROV
- Çeşitli büyüklüklerdeki alışveriş mekanlarını aydınlatma sistemleri tasarım ilkeleri
Designing principles of lighting systems in store designs of various types
HALE İKİZLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET Ş. KÜÇÜKDOĞU
- Kaynak kısıtlı proje programlama problemlerinin çözümü için yeni yöntem ve algoritmalar
New methods and algorithms for solving the resource-constrained project scheduling problem
İHSAN UĞUR